Ενσωμάτωση Τηλεπισκόπησης και Τεχνητής Νοημοσύνης για την παρακολούθηση των θαλάσσιων δραστηριοτήτων στον κόλπο της Λεμεσού

Εργαλειοθήκη IRSAI

drone
SkyBot

Ένα τακτικό μη επανδρωμένο εναέριο όχημα για την αποτελεσματική έρευνα του λιμένα Λεμεσού, της περιοχής αγκυροβόλησης και της ευρύτερης περιοχής του κόλπου Λεμεσού.

drone
SeaBot

Ένα τακτικό μη επανδρωμένο όχημα επιφανείας με δειγματολήπτη για να ταξιδέψει σε τοποθεσία ρύπανσης, να ελέγξει για λάδι και να συλλέξει δείγματα νερού.

drone
Forecaster

Ένα προηγμένο σύστημα περιβαλλοντικής παρακολούθησης για την αποτελεσματική συλλογή και ανάλυση δεδομένων ρύπανσης στο χώρο, ενισχύοντας την ακρίβεια της πρόβλεψης και της απόκρισης της ρύπανσης σε θαλάσσιες περιοχές.

Ο στόχος του IRSAI είναι να ενισχύσει τις δυνατότητες θαλάσσιας επιτήρησης στα παράκτια ύδατα της Λεμεσού ενσωματώνοντας τεχνολογία διπλής χρήσης πολλαπλών παραγόντων, τόσο πάνω από την επιφάνεια του νερού όσο και υποβρύχια. Πρωταρχικός του στόχος είναι να βελτιώσει σημαντικά τη θαλάσσια επιτήρηση, επιτρέποντας την αποτελεσματική περιπολία σε περιοχές υψηλού κινδύνου που είναι επιρρεπείς στη ρύπανση. Αυτό το σύστημα θα είναι αφιερωμένο στον εντοπισμό περιπτώσεων παραβιάσεων ρύπανσης, στον εντοπισμό των πηγών τους, στη συλλογή ουσιαστικών στοιχείων, στην πρόβλεψη της τροχιάς των ρύπων και στην καθοδήγηση έγκαιρων και κατάλληλων αποκρίσεων από τις διαχειριστικές αρχές.

Προώθηση της θαλάσσιας επιτήρησης και διαχείρισης της ρύπανσης

Το έργο IRSAI αντιπροσωπεύει μια πρωτοποριακή προσπάθεια εισαγωγής και επίδειξης καινοτόμων τεχνολογιών στην Κύπρο για την θαλάσσια επιτήρηση, ανίχνευση ρύπανσης και διαχείρισης. Αυτές οι τεχνολογίες δεν έχουν προηγουμένως επιδειχθεί στην Κύπρο και λίγες παρόμοιες εφαρμογές έχουν αναφερθεί παγκοσμίως. Με την εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών σε συνδυασμό, το έργο στοχεύει στον εντοπισμό των περιορισμών τους, τη μείωση των αβεβαιοτήτων, την επικύρωση της αποτελεσματικότητάς τους, την κατανόηση του τρόπου συνεργασίας τους και τη βελτιστοποίηση της χρήσης τους στο επιχειρησιακό θαλάσσιο περιβάλλον. Το τρέχον Επίπεδο Τεχνολογικής Ετοιμότητας (TRL) αυτών των τεχνολογιών κυμαίνεται από 4 έως 5, υποδεικνύοντας ότι βρίσκονται σε ένα στάδιο όπου έχουν επικυρωθεί σε εργαστηριακό περιβάλλον αλλά δεν έχουν ακόμη αποδειχθεί σε λειτουργικό περιβάλλον. Το έργο IRSAI επιδιώκει να αυξήσει το TRL στο 7 επιδεικνύοντας πρωτότυπα συστήματα σε λειτουργικό περιβάλλον.

1

Ανίχνευση 

Για το τμήμα ανίχνευσης των διαρροών, το έργο βασίζεται στην επεξεργασία εικόνων και βίντεο από drones χρησιμοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη. Οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό πρέπει να προσαρμοστούν στα τοπικά ύδατα της ανατολικής Μεσογείου, καθώς οι υπάρχοντες αλγόριθμοι ενδέχεται να μην είναι άμεσα εφαρμόσιμοι. Η CYENS, με την τεχνογνωσία της σε έξυπνα συστήματα επεξεργασίας εικόνας και βίντεο, συμπεριλαμβανομένης της βαθιάς εκμάθησης για ανίχνευση και παρακολούθηση αντικειμένων, θα παίξει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη και προσαρμογή αυτών των αλγορίθμων.
2

Δειγματοληψία

Όσον αφορά το τμήμα δειγματοληψίας με το μη επανδρωμένο όχημα επιφανείας (USV), το IRSAI θα βασιστεί σε προηγούμενα USV που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο RAS. Μια νέα μονάδα ελέγχου θα σχεδιαστεί για το προτεινόμενο USV, που θα ενσωματώνει αισθητήρες πλοήγησης για αυτήν την εφαρμογή και ένα καινοτόμο υποσύστημα ανίχνευσης λαδιών. Ο νέος ελεγκτής θα μπορεί να λαμβάνει εντολές από ανθρώπινους χειριστές και θέσεις στόχων από το drone, επιτρέποντάς του να λειτουργεί εξ αποστάσεως ή αυτόνομα.
3

Πρόβλεψη 

Για το σκέλος της πρόβλεψης, το έργο θα προγραμματίσει ένα μοντέλο διασποράς λαδιού τελευταίας τεχνολογίας για την ενσωμάτωση δεδομένων τηλεπισκόπησης σε πραγματικό χρόνο, υψηλής ανάλυσης, έξυπνης επεξεργασίας που συλλέγονται από το μη επανδρωμένο εναέριο όχημα. Ενώ τα μοντέλα διασποράς λαδιού είναι διαθέσιμα στην αγορά, βασίζονται συνήθως σε δορυφορικά δεδομένα, τα οποία μπορεί να έχουν χαμηλότερη ανάλυση εικόνας και δεν είναι τακτικά. Συνδυάζοντας τρέχοντα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο με αυτό το μοντέλο, το IRSAI στοχεύει να βελτιώσει και να επικυρώσει τις παραμέτρους του μοντέλου, οδηγώντας σε ακριβέστερες προβλέψεις της διασποράς της ρύπανσης σε θαλάσσια περιβάλλοντα.

Το IRSAI, με τις προηγμένες δυνατότητές του στη θαλάσσια επιτήρηση, είναι έτοιμο να φέρει τήν επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο περιπολούμε περιοχές υψηλού κινδύνου στη θάλασσα. Με τον εντοπισμό παραβιάσεων της ρύπανσης, τον εντοπισμό της προέλευσής τους, τη συλλογή κρίσιμων στοιχείων, την πρόβλεψη της τροχιάς και τη διευκόλυνση των έγκαιρων απαντήσεων, το IRSAI υπόσχεται να μειώσει σημαντικά τον επιπολασμό των παράνομων απορρίψεων που συχνά περνούν απαρατήρητες και απαρατήρητες. Αυτή η πρωτοποριακή τεχνολογία όχι μόνο θα ωφελήσει την κοινωνία της Λεμεσού διασφαλίζοντας ποιότητα καθαρού νερού και ασφαλείς περιοχές κολύμβησης, αλλά θα ενισχύσει επίσης την ανταγωνιστικότητα των κυπριακών επιχειρήσεων. Μέσω της ανάπτυξης μιας νέας εμπορικής υπηρεσίας, το IRSAI προσφέρει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση στην παρακολούθηση της θαλάσσιας δραστηριότητας και στον εντοπισμό της ρύπανσης, ενισχύοντας περαιτέρω τον αντίκτυπό του στο περιβαλλοντικό και οικονομικό τοπίο της περιοχής.

Η ομάδα

Εργαστήριο MER

Το Εργαστήριο Θαλάσσιας & Περιβαλλοντικής Έρευνας είναι μια ιδιωτική εταιρεία που ειδικεύεται στην παρακολούθηση του θαλάσσιου περιβάλλοντος που θα ηγηθεί του έργου, θα πραγματοποιήσει επικυρώσεις και επιδείξεις πεδίου και θα είναι υπεύθυνη για τη ρύθμιση του τρέχοντος μετρητή και την ενσωμάτωση του μοντέλου για την προβολή της πηγής και της προέλευσης των διαρροών πραγματικός χρόνος.

Περισσότερα >
Εργαστήριο RAS

Το Εργαστήριο Ρομποτικής και Αυτοματοποιημένων Συστημάτων με εμπειρία στη μηχανική μάθηση και τη θαλάσσια ρομποτική θα αναπτύξει το τακτικό μη επανδρωμένο όχημα επιφανείας.

Περισσότερα >
CYENS

Το CYENS, ένα κέντρο αριστείας που ειδικεύεται σε διαδραστικά μέσα, έξυπνα συστήματα και αναδυόμενες τεχνολογίες, θα εφαρμόσει τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση για την αντιμετώπιση των προκλήσεων της θεματικής προτεραιότητας.

Περισσότερα >
Κέντρο Ερευνών Frederick

Η ερευνητική ομάδα των Θαλάσσιων Μεταφορών και Εμπορίου του Κέντρου Ερευνών Frederick θα ηγηθεί των δραστηριοτήτων διάδοσης και προβολής και θα σχεδιάσει την εμπορική υιοθέτηση των καινοτομιών IRSAI

Περισσότερα >

Καινοτομία και Πρωτοτυπία

Οι βασικοί πυλώνες της καινοτομίας στο πλαίσιο του έργου IRSAI αντιπροσωπεύουν μια ολοκληρωμένη προσέγγιση για την αντιμετώπιση των ελλείψεων της παραδοσιακής θαλάσσιας επιτήρησης. Αυτοί οι πυλώνες περιλαμβάνουν τεχνολογίες και μεθοδολογίες αιχμής που στοχεύουν στην επανάσταση στον τομέα. Ο πρώτος πυλώνας περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός μη επανδρωμένου εναέριου οχήματος (UAV) εξοπλισμένου με κάμερα υψηλής ανάλυσης και αισθητήρα υπερύθρων. Αυτό το πρωτοποριακό σύστημα προσφέρει απαράμιλλες δυνατότητες για την παρακολούθηση της θαλάσσιας ρύπανσης, καθώς συνδυάζει τα δυνατά σημεία και των δύο αισθητήρων με την τεχνητή νοημοσύνη, επιτρέποντας τη συλλογή και μετάδοση δεδομένων υψηλής ανάλυσης. Ο δεύτερος πυλώνας εισάγει ένα μη επανδρωμένο όχημα επιφανείας (USV) που χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό GPS, καμερών και ραντάρ για δειγματοληψία και πλοήγηση νερού ανοιχτού ωκεανού. Η τροφοδοσία απεικόνισης σε πραγματικό χρόνο και η καινοτόμος χρήση αισθητήρων LED για την ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων παρέχουν ένα σημαντικό άλμα προς τα εμπρός στις δυνατότητες επιτήρησης. Επιπλέον, η προσαρμοστικότητα του USV για διάφορους σκοπούς, συμπεριλαμβανομένης της παρέμβασης κινδύνου χωρίς ανθρώπινη συμμετοχή, δείχνει την ευελιξία του. Ο τρίτος πυλώνας προωθεί τη μοντελοποίηση διασποράς πετρελαίου ενσωματώνοντας γεωγραφικά δεδομένα σε πραγματικό χρόνο που λαμβάνονται από drones και επεξεργάζονται με τεχνητή νοημοσύνη. Αυτός ο αυτοματισμός επιταχύνει τη διαδικασία προσομοίωσης και βελτιώνει την ακρίβεια, επικυρώνοντας τις παραμέτρους του μοντέλου και ενισχύοντας την ακρίβεια στην πρόβλεψη των τροχιών πετρελαιοκηλίδας. Συλλογικά, αυτοί οι βασικοί πυλώνες αντιπροσωπεύουν ένα πρωτοποριακό, πολυδιάστατο σύστημα που ενισχύει τη θαλάσσια επιτήρηση με υψηλά επίπεδα αυτονομίας και ακρίβειας, επεκτείνοντας τις εφαρμογές της πέρα από την περιβαλλοντική παρακολούθηση και σε τομείς κρίσιμους για τη βιωσιμότητα της γαλάζιας οικονομίας.

Οι προκλήσεις στην παραδοσιακή επιτήρηση στον ναυτιλιακό τομέα είναι πολύπλευρες και κρίσιμες για την ανάγκη υιοθέτησης καινοτόμων προσεγγίσεων. Η εξάρτηση από επίπονες, δαπανηρές και αργές μεθόδους θέτει σημαντικούς περιορισμούς στην παρακολούθηση και την προστασία του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Η έλλειψη κυβερνητικών πόρων και ανθρώπινου δυναμικού επιδεινώνει περαιτέρω αυτές τις προκλήσεις, με αποτέλεσμα ανεπαρκείς δυνατότητες επιτήρησης. Αυτή η έλλειψη παρακολούθησης οδηγεί σε συχνότερες περιπτώσεις παράνομων εκκενώσεων και ρύπανσης, προκαλώντας τελικά περιβαλλοντική υποβάθμιση που έχει εκτεταμένες επιπτώσεις. Τέτοιες συνέπειες επηρεάζουν όχι μόνο τα θαλάσσια οικοσυστήματα αλλά και τα μέσα διαβίωσης της αλιείας, την ανθρώπινη ασφάλεια και την ευημερία των βιομηχανιών που εξαρτώνται από καθαρά νερά και ένα υγιές θαλάσσιο περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένης της αναψυχής και του τουρισμού. Η ανάγκη για οικονομικά αποδοτικές και ακριβείς μεθόδους επιτήρησης είναι πρωταρχικής σημασίας για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων και τη διασφάλιση της βιωσιμότητας της γαλάζιας οικονομίας. Το IRSAI στοχεύει να αντιμετωπίσει αυτές τις προκλήσεις και να προστατεύσει το θαλάσσιο περιβάλλον εισάγοντας καινοτόμες και οικονομικά αποδοτικές μεθόδους επιτήρησης.

Αξία και Οφέλη

Η Λεμεσός γνώρισε ταχεία θαλάσσια ανάπτυξη, με αποτέλεσμα το περιβαλλοντικό κόστος, συμπεριλαμβανομένης της αύξησης των ανθρωπογενών διαρροών πετρελαίου στα παράκτια ύδατα του κόλπου Λεμεσού. Πρόσφατες εκτιμήσεις κινδύνου έχουν εντοπίσει το πετρέλαιο ως τον κυρίαρχο ρυπογόνο παράγοντα, με τη διαρροή προϊόντων πετρελαίου και τις απορρίψεις αποβλήτων πετρελαίου να είναι οι κύριοι κίνδυνοι. Διάφορες δραστηριότητες, όπως οι μεταφορές, οι εργασίες φορτίου και οι παράνομες απορρίψεις, συμβάλλουν στη διαρροή πετρελαίου. Αυτό αποτελεί σημαντική απειλή για ευαίσθητους κοινωνικοοικονομικούς και περιβαλλοντικά σημαντικούς πόρους της περιοχής, συμπεριλαμβανομένων των σταθμών παραγωγής ενέργειας, των θαλάσσιων προστατευόμενων περιοχών, των παραλιών κολύμβησης, των λιμανιών, των μαρινών και των εγκαταστάσεων θαλάσσιας υδατοκαλλιέργειας.

Οι οικονομικές και κοινωνικές δραστηριότητες που συνδέονται με αυτά τα ύδατα τίθενται σε κίνδυνο λόγω της ρύπανσης από πετρέλαιο, επηρεάζοντας τις βιομηχανίες, την αλιεία και την υδατοκαλλιέργεια. Η μόλυνση των ψαριών και των οστρακοειδών από λάδια και πολυκυκλικούς αρωματικούς υδρογονάνθρακες αποτελεί δυνητικό κίνδυνο τόσο για τους θαλάσσιους οργανισμούς όσο και για τους ανθρώπους. Δεδομένης της σημασίας του τουρισμού στην Κύπρο, η διατήρηση καθαρών και υγιεινών παραλιών αναψυχής είναι ζωτικής σημασίας, ειδικά κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όταν τα περιστατικά θαλάσσιας κυκλοφορίας και ρύπανσης είναι πιο συχνά.

Μέσω της συνεργασίας, το έργο αναμένεται να ανοίξει νέους δρόμους για έρευνα και ανάπτυξη στη θαλάσσια βιολογία και μηχανική, οδηγώντας τελικά στην εφαρμογή και εμπορευματοποίηση καινοτόμων προϊόντων σε μελλοντικές ναυτιλιακές εφαρμογές. Συμπερασματικά, το έργο IRSAI στοχεύει στην ανάπτυξη προηγμένων, αποτελεσματικών, ακριβών, ασφαλών και περιβαλλοντικά υπεύθυνων πρακτικών επιτήρησης που μπορούν να συμπληρώσουν ή να αντικαταστήσουν τις συμβατικές τεχνικές, οι οποίες συχνά έχουν αποδειχθεί αναποτελεσματικές. Σε ευθυγράμμιση με τις θεματικές προτεραιότητες ΤΠΕ που περιγράφονται στη Στρατηγική Έξυπνης Εξειδίκευσης για την Κύπρο (S3Cy), το έργο επιδιώκει να γεφυρώσει το χάσμα μεταξύ των διαφόρων επιστημονικών τομέων, να εφαρμόσει έρευνα αιχμής, να διευκολύνει τη μεταφορά γνώσης και τεχνολογίας, να συνεργαστεί με αναδυόμενες τεχνολογίες και να προσφέρει ανταγωνιστική πλεονεκτήματα στην αγορά ιδιωτικής, έρευνας και επιτήρησης. Τα δεδομένα που δημιουργούνται από το έργο αναμένεται να ενημερώσουν την ανάπτυξη βιώσιμων, μακροπρόθεσμων συστημάτων επιτήρησης για την αντιμετώπιση των μεγάλων προκλήσεων της κοινωνίας στη διαχείριση των ωκεανικών δραστηριοτήτων για την υγεία και την ανθεκτικότητα.

© Copyright 2024 IRSAI - All Rights Reserved